NL8801055A

NL8801055A - METHOD FOR MANUFACTURING A HONEY CORE CORE FOR A DENSE COMPOSITE BUILDING PLATE OR ANY OTHER SANDWICH CONSTRUCTION

Info

Publication number: NL8801055A
Application number: NL8801055A
Authority: NL
Original assignee: Euro Composites
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1989-11-16
Also published as: LU87191A1; BE1003784A4

Description

* ί κ ν0 1111* ί κ ν0 1111

Werkwijze voor het vervaardigen van een raatvormige kern voor een dichte samengestelde bouwplaat of elke andere sandwich-constructie._Method of manufacturing a honeycomb core for a dense composite building board or any other sandwich construction.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een raatvormige kern uit een met thermo-hardend en./ of thermoplastische vooraf geïmpregneerd vezelmateriaal voor een lichte samengestelde bouwplaat.The invention relates to a method for manufacturing a honeycomb core from a thermosetting and / or thermoplastic pre-impregnated fiber material for a light composite building board.

5 Haten voor de opbouw van lichte samengestelde bouwplaten (sand wichplaten) worden vervaardigd, doordat een stapel van niet-geïmpreg-neerde papiervellen, welke op bepaalde plaatsen in strookvormige bereiken aan elkaar vastgelijmd zijn, tot een ratenblok uit elkaar gerekt en dan als blok met een hardbare kunsthars geïmpregneerd worden. Na het uit-10 harden van de kunsthars wordt een dergelijk blok loodrecht op de langste afmeting van de raten in geschikt dikke schijven gesneden, welke dan als kern voor de sandwichplaten gebruikt worden. Bij een dergelijke plaat is de raatkern tussen twee in de regel evenwijdig verlopende deklagen van hoge trekvastheid aangebracht, waarbij de langsafmeting van de 15 raten loodrecht op de deklagen gericht is. Deze opbouw van een sandwich-plaat geeft optimale eigenschappen voor een lichte bouw.5 Hates for the construction of light composite building boards (sand wich boards) are produced by stretching a stack of non-impregnated paper sheets, which are glued together in strip-shaped areas at certain locations, and then as a block with impregnated with a curable synthetic resin. After the synthetic resin has cured, such a block is cut perpendicular to the longest dimension of the combs into suitably thick disks, which are then used as the core for the sandwich plates. In such a plate, the honeycomb core is arranged between two generally parallel, high-tensile coatings, the longitudinal dimensions of the combs being perpendicular to the coatings. This construction of a sandwich plate gives optimal properties for a light construction.

Bij de vervaardiging van de betreffende raten worden echter nog beslissende werkfasen, zoals het rekken en impregneren met de hand uitgevoerd, hetgeen als gevolg van het relatief hoge loonaandeel ongunstig 20 op de vervaardigingskosten van de lichte bouwplaten werkt.However, during the manufacture of the respective combs, decisive work phases, such as stretching and impregnation, are still carried out by hand, which has an unfavorable effect on the manufacturing costs of the light building boards due to the relatively high wages.

Als impregneermiddel wordt fenolhars gebruikt, dat vanwege zijn toxiciteit in het geval van brand problematisch is. Dit aspect is in het bijzonder bij de toepassing van de betreffende platen bij de bouw van passagiers-vliegtuigen van betekenis.The impregnating agent used is phenolic resin, which is problematic in the event of fire due to its toxicity. This aspect is of particular importance in the use of the relevant plates in the construction of passenger aircraft.

25 Aan de uitvinding ligt derhalve het probleem ten grondslag, een werkwijze volgens het bovenstaande zodanig te verschaffen, dat daarbij wezenlijke werkfasen vol-automatisch uitgevoerd kunnen worden en dat gebruikt materiaal in het geval van brand minder of geen giftige gassen ontwikkelt/ waarbij de beschreven opbouw van de sandwichplaten onver-30 anderd blijft.The invention is therefore based on the problem of providing a method according to the above in such a way that essential working phases can be carried out fully automatically and that used material develops less or no toxic gases in the event of fire / wherein the described construction of the sandwich plates remains unchanged.

Dit probleem wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding opgelost door het a) het afwisselend stapelen van een vooraf geïmpregneerde laag met een rooster, een vooraf geïmpregneerde laag, een rooster,enz., totdat 35 de vooraf bepaalde dikte van de stapel bereikt is, waarbij de roos- .8801055 9 \ -2- ters door evenwijdige staven met een vooraf bepaalde afstand gevormd zijn en de staven van een rooster ten opzichte van de staven van een naburig rooster op interval verzet zijn; b) het persen van de staven loodrecht op de assen van de staven; 5 c) het uitharden of natemperen van de stapel onder druk en warmte, alsmede d) het uit de stapel trekken van de staven.This problem is solved in the method according to the invention by a) alternately stacking a pre-impregnated layer with a grid, a pre-impregnated layer, a grid, etc., until the predetermined thickness of the stack is reached, wherein the grids are formed by parallel bars of a predetermined distance and the bars of a grid are offset with respect to the bars of a neighboring grid; b) pressing the bars perpendicular to the axes of the bars; C) curing or tempering the stack under pressure and heat, and d) pulling the bars out of the stack.

Enige verdere ontwikkelingen van de uitvinding worden nog nader besproken.Some further developments of the invention are further discussed.

10 De uitvinding wordt aan de hand van de in de tekening weergegeven te bespreken voorbeelden nader toegelicht. Getoond zijn:The invention is further elucidated on the basis of the examples to be discussed in the drawing. Shown are:

Fig. 1 in beginsel een inrichting voor het vervaardigen van een ratenkern voor een sandwichplaat en fig. 2 een inrichting met verticale opstelling.Fig. 1 in principle a device for manufacturing a comb core for a sandwich plate and FIG. 2 a device with a vertical arrangement.

15 Fig. 1 toont een inrichting 1 voor het vervaardigen van een ratenkern voor een sandwichplaat, bestaande uit een basisplaat 2 met een profilering 3 en een aantal persroosters 4.FIG. 1 shows an apparatus 1 for producing a sandwich core for a sandwich plate, consisting of a base plate 2 with a profiling 3 and a number of pressing grids 4.

Elk rooster 4 bestaat uit een aantal uit een aluminium legering vervaardigde prismatische staven 5, welke bij voorkeur een zeshoekige door-20 snede hebben. De bovenzijde van de basisplaat 2 alsmede de staven 5 zijn met een scheidingsmiddel bekleed. De afzonderlijke staven 5 van een rooster 4 hebben een vooraf bepaalde onderlinge afstand en zijn binnen het rooster 4 zodanig aangebracht, dat steeds de staven 5 van een bepaald rooster 4 ten opzichte van de staven 5 van het aan de boven- en 25 onderzijde grenzende rooster 4 op interval verzet zijn.Each grid 4 consists of a number of prismatic bars 5 made of an aluminum alloy, which preferably have a hexagonal cross-section. The top of the base plate 2 as well as the bars 5 are coated with a separating agent. The individual bars 5 of a grid 4 have a predetermined mutual distance and are arranged within the grid 4 in such a way that the bars 5 of a given grid 4 are always positioned relative to the bars 5 of the grid adjacent to the top and bottom 4 are rescheduled for interval.

Voor het vervaardigen van een ratenkern wordt allereerst een laag uit een met een hardbare kunststof geïmpregneerd vezelmateriaal op de basisplaat 2 gelegd. Vervolgens wordt een persrooster 4 zodanig op de vooraf geïmpregneerde laag gelegd, dat de staven 5 daarvan even-30 wijdig aan de profilering van de grondplaat verlopen.To produce a comb core, a layer of a fiber material impregnated with a curable plastic is firstly laid on the base plate 2. Then a pressing grid 4 is placed on the pre-impregnated layer such that the bars 5 thereof run parallel to the profiling of the base plate.

Nu worden voortgaand een vooraf geïmpregneerde laag 6, een rooster 4, een vooraf geïmpregneerde laag 6, een rooster 4, enz.,op elkaar gelegd, tot de stapel de gewenste hoogte bereikt heeft. De stapel wordt nu dwars op de staven 5 geperst. Na het uitharden in een geschikte oven 35 vormen de afzonderlijke geïmpregneerde lagen 6 een samenhangende raat-structuur, waarbij elke vooraf geïmpregneerde laag 6 een golfvormig .8801055 -3- verloop vertoont en in de stapel boven elkaar liggende lagen in strook-vormige bereiken aan elkaar vastgeiijmd zijn. Na het afkoelen van de stapel worden de staven 5 uitgetrokken en het ratenblok is in principe klaar. Als scheidingsmiddel wordt een op polytetrafluorethyleen (PTFE) 5 gebaseerde bekleding gebruikt. In het bijzonder bij het gebruik van vooraf geïmpregneerd materiaal, waarvan de vezels uit grafiet bestaan, is verrassenderwijze gebleken, dat het uittrekken van de staven 5 geenszins moeilijkheden geeft.Now, a pre-impregnated layer 6, a grid 4, a pre-impregnated layer 6, a grid 4, etc. are now superimposed until the stack has reached the desired height. The stack is now pressed transversely to the bars 5. After curing in a suitable oven 35, the individual impregnated layers 6 form a cohesive honeycomb structure, each pre-impregnated layer 6 exhibiting a wave-like gradient, and layers superimposed in the stack in strip-shaped regions. glued. After the stack has cooled, the bars 5 are pulled out and the comb block is in principle ready. A polytetrafluoroethylene (PTFE) based coating is used as the separating agent. Particularly when using pre-impregnated material, the fibers of which are graphite, it has surprisingly been found that pulling out the bars 5 does not present any difficulties.

Fig. 2 toont schematisch een inrichting voor het vervaardigen 10 van een raatkern met verticale opstelling. Hier zijn de roosters 4 met de staven 5 verticaal gericht,zodat de vooraf geïmpregneerde lagen 6 van bovenaf tussen de roosters 4 geleid kunnen worden.Fig. 2 schematically shows a device for manufacturing a comb core with vertical arrangement. Here the grids 4 are oriented vertically with the bars 5, so that the pre-impregnated layers 6 can be guided from above between the grids 4.

De staven 5 van een rooster 4 zijn elk éénzijdig door een drager 7 met elkaar verbonden, welke in een trekelement 8 uitloopt. De afzonderlijke 15 trekelementen 8 in de kijkrichting x gezien, zijn afwisselend naar + y en - y naar buiten gevoerd. Met deze opstelling van de roosters 4 is een nagenoeg volautomatische vervaardiging van raatkernen toepasbaar, waarbij bijvoorbeeld denkbaar als volgt ge*handeld wordt.The bars 5 of a grid 4 are each connected on one side by a carrier 7, which ends in a pulling element 8. The individual pulling elements 8 viewed in the viewing direction x are alternately directed to + y and - y to the outside. This arrangement of the grids 4 makes it possible to use an almost fully automatic production of honeycomb cores, for example, conceivably proceeding as follows.

Binnen het behandelingsstation bevinden zich de roosters 4 in de 20 getekende standen. Hier worden de van een rol komende vooraf geïmpregneerde lagen 6 van boven af tussen de roosters 4 gevoerd, hetgeen mogelijkerwijze door van onderen komende grijpers ondersteund wordt, welke elke vooraf geïmpregneerde laag naar onderen voeren en hier vast klemmen, waarbij ook het boveneinde vastgezet wordt, nadat dit van de rol is ge-25 scheiden. Zijn alle vooraf geïmpregneerde lagen 6 ingebracht, worden de roosters 4 in x-richting zodanig naar elkaar toegebracht, dat de vooraf geïmpregneerde lagen 6 een golfvorm verkrijgen en elkaar in strook-vormige bereiken raken. Dan wordt de aldus gevormde stapel door een persinrichting opgenomen, welke gelijktijdig als transportpalet dient.Within the treatment station, the grids 4 are in the 20 drawn positions. Here, the roller pre-impregnated layers 6 are fed from above between the grids 4, which is possibly supported by grippers coming from below, which carry each pre-impregnated layer down and clamp it here, also fixing the top end, after it has been separated from the roll. When all the pre-impregnated layers 6 have been introduced, the grids 4 are brought together in the x-direction such that the pre-impregnated layers 6 obtain a waveform and touch each other in strip-shaped regions. The stack thus formed is then taken up by a pressing device, which simultaneously serves as a transport palette.

30 Hiermede wordt de stapel als boven beschreven geperst en dan met deze in een geschikte oven tot uitharden gebracht. Tijdens het uitharden kan in het behandelingsstation een nieuwe stapel samengesteld worden. Is de stapel uitgehard, komt deze in een ontvormstation. Hier worden de roosters 4 door middel van de trekelementen 8 uit de stapel naar buiten ge-35 trokken. Daartoe zijn uittrekinrichtingen aanwezig, welke met de trekelementen 8 in ingrijping gebracht worden.The stack is hereby pressed as described above and then cured with it in a suitable oven. A new stack can be assembled in the treatment station during curing. Once cured, the stack enters a demoulding station. Here the grids 4 are pulled out of the stack by means of the pulling elements 8. For this purpose, pull-out devices are provided, which are brought into engagement with the pull elements 8.

, 8801055, 8801055

'V"V

-4--4-

Alle hierbij aflopende handelingen kunnen op grond van in het vak gebruikelijke maatregelen van de automatisatie door middel van bestuurbare inrichtingen uitgevoerd worden. Daarbij zijn zowel elektrische, hydraulische of pneumatische bedieningen mogelijk.All subsequent operations can be carried out by means of controllable devices on the basis of automation measures customary in the art. In addition, electric, hydraulic or pneumatic controls are possible.

5 Ook met het oog op de besturing van de handelingen zijn alle ge schikte principes toepasbaar, waarbij in het bijzonder bij het gebruik van digitale stuursignalen de mogelijkheid geopend wordt, de afloop van de bedoelde werkwijzen door een geaccumuleerd programma te sturen.All suitable principles can also be applied with regard to the control of the operations, whereby in particular when digital control signals are used the possibility is opened of controlling the completion of the intended processes by an accumulated program.

De keuze van de gebruikte materialen geschiedt op grond van in 10 het vak gebruikelijke overwegingen en betreft zowel de raatkernen als ook de inrichtingen voor de vervaardiging daarvan.The choice of materials used is made on the basis of considerations customary in the art and concerns both the honeycomb cores and the devices for the manufacture thereof.

.8801055.8801055

Claims

Method for manufacturing a honeycomb core with a thermosetting and / or thermoplastic pre-impregnated fiber material for a composite lightweight building board, characterized by the following production steps: 5 a) alternately stacking a pre-impregnated layer (6) with a grid ( 4), a pre-impregnated layer (6), a grid (4), etc., until the predetermined thickness of the stack is reached, the grids (4) being formed by identical bars (5) at a predetermined distance and the bars (5) of a grid (4) are offset with respect to the bars (5) of an adjacent grid (4); b) pressing the bars perpendicular to the axes of the bars (5), c) hardening or post-tempering the stack under pressure and heat, and d) pulling the bars (5) out of the stack.

Method according to claim 1, characterized by a horizontal arrangement (fig. 1).

Method according to claim 1, characterized by a vertical arrangement (fig. 2).

Method according to claim 1, characterized by the following composite materials, wherein the thermosetting polyester, epoxy resin, phenolic resin, polyurethane, melamine resin, polyamide (such as bis-maleimide) are; the thermoplastic polysulfonate, polyether sulfonate, polyetherimide, polyimide, polyimidamide, polyamide, polyetherimine, poly (ether-ether) ketones. polyarylsulfide, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyethylene and phenoxy resins and finally the fiber materials are metallic and non-metallic fibers such as, for example, glass fibers, aramid fibers, carbon fibers (PAN and Pitch), SiC fibers, cellulose, boron fibers and aluminum coated glass fibers. .8801055